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摘要

采用多能场复合微细电沉积加工技术, 制备了微观结构渐变的多彩结构色磁性Al ₂O ₃-Co复合薄膜. 在沉积电场和与之垂直的偏转电场作用下, 复合薄膜的微观结构、光学特性和磁性沿偏转电场方向呈现渐变特征. 通过建立微观结构等效模型, 理论分析了复合薄膜微观结构变化机理. 通过软件仿真定量分析了沿偏转电场方向Co离子沉积电流密度分布规律, 仿真结果与理论研究和实验结果相吻合. 研究发现, 采用多能场复合的微细电沉积加工技术可以从微观角度调控复合薄膜微区结构, 实现对薄膜微区磁学和光学特性的精细调控.

关键词:

Abstract

The multi-energy composite field micro-electrodeposition processing technology is used to prepare colorful structural coloration magnetic Al ₂O ₃-Co composite films each with a gradual microstructure. Under the action of the deposition electric field and the deflection electric field perpendicular to it, the microstructure, optical properties and magnetic properties of the composite films show gradual characteristics along the direction of the deflection electric field. By establishing an equivalent model of the microstructure, the mechanism of the microstructure change of the composite film is theoretically analyzed. Through software simulation, the distribution of Co ion deposition current density along the direction of the deflection electric field is quantitatively analyzed. The simulation results are consistent with the theoretical and experimental results. Through this study, we find that the micro-electrodeposition processing technology with using multi-energy field composite can control the micro-domain structure of the composite film from a microscopic point of view, and achieve the fine control of the magnetic and optical properties of the film micro-domain.

Keywords:

作者及机构信息

1.
2.

通信作者:顾建军,jjungu@126.com

基金项目:河北省自然科学基金(批准号: A2012101001, A2019202190)和河北省高层次人才资助项目(批准号: A2016002040)资助的课题

Authors and contacts

1.
2.

Corresponding author:Gu Jian-Jun,jjungu@126.com

Funds:Project supported by the Natural Science Foundation of Hebei Province, China (Grant Nos. A2012101001, A2019202190) and the High-level TalentsFunded Projects of Hebei Province, China (Grant No. A2016002040).

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施引文献

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区域		A	B	C
氧化铝模板厚度/nm		290	290	290
氧化铝-Co复合薄膜厚度/nm		305	295	290
结构模型	Co层厚度/nm	15	5	0
	Co纳米线密度/(%)	30	60	100
	孔洞底部Co纳米线长度/nm	160	160	160
	孔洞顶部Co纳米线长度/nm	25	15	0
等效结构模型	Co层等效厚度/nm	14	5	0
	Co纳米线长度/nm	66	102	160
	未填充纳米孔洞长度/nm	225	188	130
	干涉级别	2	1	1
	反射波长/nm	392	632	629
	对应颜色	红紫色	橙黄色	橙红色
平均折射率		n(air-Al₂O₃)=1.55 n(Co)=2.09 n(Co-Al₂O₃)=1.69

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区域	S1	S2	S3	S4	S5	S6	S7	S8	S9	S10
面积/mm²	6.3	11.1	13.5	14.8	15.5	15.5	14.8	13.5	11.1	6.3
粒子数/个	3	11	29	39	38	53	49	84	98	87

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